Společnost Calyxt (dříve Cellectis Plant Sciences) vyvinula novou odrůdu pšenice (Triticum aestivum), MLO_KO Wheat, která odolává plísňové nemoci padlí.

Padlí (Erysiphales) je řád vřeckovýtrusných hub z podtřídy Leotiomycetidae. Pojem „padlí“ však označuje i samotnou chorobu, jež tyto parazitické houby způsobují u nejrůznějších plodin, například pšenice či ječmene. U nakažených rostlin dochází k žloutnutí listů a zpomalení růstu. V důsledku toho může dojít ke zničení velké části úrody a tak i navýšení ceny potravin. Padlí tak představuje jedno z nejzávažnějších onemocnění hospodářsky významných obilnin.

Společnost Calyxt se proto zaměřila na vývoj nové odrůdy pšenice, která by byla k tomuto onemocnění rezistentní. Za tímto účelem vyřadili („knockoutovali“) gen MLO (Mildew Resistance Locus) pšenice, který kóduje transmembránový protein podílející se na negativní regulaci obranyschopnosti rostlin proti padlí. V důsledku funkčního narušení MLO genu dojde k přerušení signální dráhy, čímž je této negativní regulaci zabráněno. Zároveň je u rostlin docíleno rezistence vůči houbovým patogenům způsobujícím padlí.

Pro genetickou úpravu genu MLO společnost Calyxt použila vlastní technologii nazývanou TALEN® (Transcription Activator-Like Effector Nuclease), která umožňuje přesné genomové modifikace v plodinách, a tak i úpravu jejich vlastností. TALEN® dokáže rozpoznat cílovou sekvenci DNA přijímající rostliny, v tomto případě druhý exon genu MLO pšenice, a díky místně-specifickým nukleázám vytvořit dvouvláknové zlomy v genomové DNA. Poškozená DNA je poté opravena přirozeným mechanismem opravy DNA buněk, a to nehomologním spojováním konců (NHEJ). NHEJ může vést k posunu čtecího rámce a tím narušit funkci cíleného proteinu. Tímto způsobem může technologie TALEN® dosáhnout cíleného genového knockoutu, který produkuje požadovaný fenotyp.

Použitý proces genomové modifikace nezavádí do MLO_KO pšenice žádné DNA rostlinných škůdců, nemění základní biologii pšenice ani nevytváří rostlinu, která by nepříznivě ovlivňovala jiné organismy. Získaná rezistence rostlin k padlí navíc umožňuje omezit používání fungicidů, což je přívětivé nejen pro životní prostředí, ale i pro zemědělce v rozvojových zemích, kteří k takovým látkám nemají vždy přístup.

Vývojem geneticky upravené pšenice, odolné vůči padlí, se zabývají i další výzkumné týmy ve světě. Důkazem je například aktivita čínských vědců, kteří v roce 2022 uveřejnili práci s pšenicí odolnou vůči padlí, jejíž genom upravili metodou CRISPR-Cas9, aniž by ovlivnili růst či výnos u rostlin (Li et al, 2022). Podle autorů publikace je použitá genetická technologie velmi nadějná a mohla by s vysokou pravděpodobností zafungovat i u jiných významných plodin.

 

Aktualizace ke dni: 31.8.2022